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飞艇要比肩卫星和基站
发布时间:2016-03-27 20:15:41| 浏览次数:

等了1年又4天,昨日光启“云端”号在东莞实现全球商用首飞。东莞“云端”号的升空,让东莞市长袁宝成的心头大石放下一大半,还有一点点仍悬着。他说:“永远要悬一点点,让光启有点压力,继续为东莞服务”。

昨 日上午9时许,东莞云端号在工程人员的操控下,缓缓上升,如同飞艇般的球体悬浮在79米空中,下面悬吊着复杂的电子系统。这些设备将为东莞提供通信、物联 网监控检测、大数据收集等服务,实现对东莞全市的水体、气象、P M2 .5等监测,应用于区域监控安防、环境监测、广域物联网数据搜集、偏远地区广电转播等。

本次首飞仅仅是开始,随着传感器的布局、各部门配合、平台间互联、设备增加,将在更大范围内增加云端号的商用价值。按照目前速度,或在一年内,东莞市民能够真切感受它带来的实惠。

香蕉田上出现大型“飞艇”

“76米、77米、78米、79米……”无线电通话机每隔1秒,就传来升空高度的实时数据汇报,在地面监控的光启科学总工程师周飞,抬头观察,对无线电另一端的工程人员表示,“此次升高,任务完成,结束。”云端号暂时停在79米的空中。

从 远处观看,“云端”号是一只通体银白的“飞艇”,悬挂在松山湖(生态园)管委会约50 0米外的一片香蕉田上。实际上,它是集通信、互联网接入、物联网监控监测、大数据收集和分析于一体的空中驻留平台,载荷大,覆盖范围广,可以有力地补充和 替代卫星通信和地面塔台、基站。

“系统复杂程度,已经远超一架飞机的系统复杂程度。”对于网络上关于云端号仅仅是一个气球的言论,光启科学董事会主席、深圳光启高等理工研究院院长刘若鹏进行了回应。

去 年12月24日,东莞市政府与光启科学签订合作协议。市长袁宝成分享心路历程,当时兴奋期待,也有点“咯噔咯噔”,如果这个事情做不好,会对不起东莞。但 昨日看到云端号顺利升空,心里乐滋滋,心头大石放下了一大半,但是还有悬着的,“永远要悬一点点,让光启有点压力,继续为东莞服务”。

初期覆盖松山湖(生态园)

如 今,东莞“云端”号搭载的系统可以完成光学遥感、广域物联网、环境监测等多种功能。比如,对周边区域的PM 2.5等进行环境监测、密集人流区域的安全筛查、火灾预警等。其中,光学遥感方面,有一套可见光系统和一套红外系统。可见光系统主要用在密集人群的安全筛 查、智能交通等领域,解决了目前交通监测区域受限,广域交通监测又很难持久的问题,可以和现有的城市天网系统相结合;红外系统主要可以用在火灾预警等领 域。

另外,东莞“云端”号的通信分系统通过高空准视距传播以及采用大增益天线,乃至搭建地面中继系统,可覆盖半径30公里的区域,总覆盖面积可达3000平方公里。也就说能够覆盖东莞全市2500平方公里,但是初期会以在松山湖(生态园)服务为主。

现场演示井盖监控及PM2.5监控

光启科学方面介绍,云端号已经获得航空审批部门在东莞松山湖(生态园)内的运行许可,能够根据实际情况和需求调整放飞场地。目前,云端号的使用在民用领域属于首创。

在 昨日发布会上,光启方面现场演示井盖监控和PM 2.5监控两大常见功能,如井盖监控,通过装置在井盖的传感器,云端号可实时监测井盖情况,一旦被移动或者破坏,都能够实时监控;而在PM 2.5监控方面,在传感器前燃点一根烟,周边的PM 2.5马上飙升,此时云端号也能及时收到数据,相较于过去的面上监控,如今能够根据传感器的布局,精细到具体的点。

今年2月,光启科学在深圳龙岗阿波罗基地实现商测,使用的是“云端”1号,本次在东莞升空的商用版为“云端”2号。刘若鹏介绍,2号各方面的性能更加稳定。“今天我们商用首飞,与试飞有区别,有明确用户,有明确建设任务,建设起来是城市级云端号,正式投入稳定商业使用”。

此次首飞成功,或能推动东莞航空航天产业踏出第一步,催化东莞民用航空航天、物联网、大数据、创新智慧城市系统等新兴产业加速形成。

亮点

最高可升至2000米

负载200多公斤无惧风力

东莞云端号空中主体是特种纤维囊体,总体积3600立方米,总长度41.8米,最大直径13.8米,可搭载400公斤载荷,上升至1000至2000米高 空,通过“一根缆”(光电复合缆)系留于地面锚泊系统,最后接入大数据中心,实现“超高铁塔”和“超低卫星”的功能。目前负载200多公斤,维护周期为 15天,氦气纯化周期0.5年。球体充满气大约需要3小时。在锚泊状态,抗风可达25米/秒,在空中,其抗风可达20米/秒。

光 启科学介绍,云端号主要由浮空平台和任务系统两部分组成。浮空平台通过装载氦气载重,也就是上述的囊体。而任务系统是根据应用需求,携带无线基站、超级 WiFi设备或无线电视、电台的发射设备,也就是“云端”号下方的设备吊舱,从而可以广泛应用于无线通信、城市规划管理、大气污染监控、气象预报预警、灾 情预报评估、海洋生态监测、精细资源勘测、应急事件管控以及水利建设管理等任务。

结构解密

空中主体:特种纤维囊体,具有较强的抗风能力,能满足东莞风场条件;较强的耐压能力,能够适应白天晚上的气体压力变化;良好的温湿度适应性,具备在东莞长期工作的能力。

空中电子系统:装载于囊体下方的多个设备舱,主要用于平台基础设备及应用载荷设备的搭载,具备基本的防雨、防雷、电磁兼容、故障自检及报警等功能,并具备升级扩展及对外数据分发能力。

空中、地面互联主体:是系留光电复合缆,为空中平台系留承力、光纤传输、能源供给的主体,与无线通信及卫星通信形成“云端号”通信链路,与球载高密度储能设备及地面应急发电机形成“云端”号能源供给系统。

三片尾翼:主要用于为云端号做姿态调整。在尾部有一个半球形的整流罩,主要起到保护吊舱、防雨的作用。此外,利用其较好的气动外形,减少气流的阻力。装载有雷电防护隔离装置,保护球体不受雷电损伤。

应用解析

东莞参与研发,“有一份”

根据早前的报道,因为航空空域限制,云端号可能选择在非洲或者新西兰等航空空白区域进行升空,这一次为何选择在东莞实现全球商用首飞?

市 长袁宝成介绍,东莞前沿技术研究院参与了东莞“云端”号的研发。“如果不是我们参与,我们不一定先买,根据首套的优惠政策,对于研究院的发展,我们为他们 提供一个发展平台。”东莞前沿技术研究院,主要在“云端”号的力学、通讯系统等设计贡献力量。这是第一方面。第二方面,东莞城市管理尚有不少薄弱环节和需 要改进的地方,尽管PM 2.5环境不错,但是臭氧浓度高,那么怎么监控?还有污水的偷排,垃圾填埋场的管理,如果能够实现监控布点,那么可以很好地进行城市管理。第三方面是,东 莞一直以来关注科技发展,力度很大。袁宝成强调,“现在来讲,布局布点很多,关键是如何维持下去。每一年出新东西,但是如何将出台的各项措施落地,像光启 一般在东莞生根落地?”他介绍目前,东莞前沿科技研究院已经有80多名科技人员,超过70项的专利技术,60%以上属于发明专利,他鼓励东莞企业向光启学 习。

一年内可能完成全市传感器布点

刘若鹏认为,物联网应用是非常重要的,如东莞2500平方公里,要实现传感互联很难,依靠已有的基站或许可以,但是很拥堵,如果依靠卫星,成本高。现在可以直接通过“云端”号就能够读出来。

由 物联网导入不同的应用,能够进行不同商业拓展。“市民受惠,有可能不是直接的,如滑坡、泥石流等灾害的预防。”刘若鹏介绍,目前项目完成的是平台基础设施 的建设,未来进一步需要做的是大数据的管理、不同类型传感器的布点、功能平台的增加、相关部门的配合。东莞正与光启沟通布点范围,一年内或能完成全市布 点,着重环保监控,包括水体等,最大可允许接入传感器数量达到10万个。

而广域物联网测量数据显示,在东莞云基地到生态园管委会节点的测试结果,最高传输速率351M bps,平均280M bps.

“各个不同地方布点,PM 2 .5的每一分钟变化,我们的系统都能够展示。另外也对安全隐患进行排除,这一项工作应放在平常做。”刘若鹏介绍。
 
 
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